水洗城市生活垃圾焚烧飞灰作为混凝土掺合料的试验研究

针对水洗城市生活垃圾焚烧飞灰的组成和特性,实验室对不同掺量PW-MSWI下的混凝土进行了工作性能、力学性能、耐久性能的研究.研究表明:PW-MSWI主要由粘土类物质组成且Cl-含量较低,并具有一定的胶凝活性,可作为混凝土掺合料使用;在PW-MSWI掺量范围内的混凝土具有良好的工作性能及力学性能;PW-MSWI对混凝土的抗碳化性能、抗氯离子渗透性能无不利影响,并能改善混凝土的抗冻融性能.     

地聚合物的早期反应过程及表征技术

地聚合物因其高强、耐久性好等优点而得到迅速发展。早期地聚合反应过程直接影响其强度的发展及后期的耐久性能。介绍了量热法、动态流变测试法等常规测试技术与电子顺磁共振、X射线小角度散射等测试表征技术在地聚合物早期反应过程中的研究与应用,并展望了低场核磁共振、计算机模拟等其他研究方法在地聚合物体系中的应用潜力与前景,以期推动地聚合物早期反应研究的进步,促进地聚合物胶凝材料在实际工程中的应用与发展。     

早期地聚合反应过程的~1H低场核磁共振

在地聚合物体系中,浆体的组成及微观结构对于其硬化后的性能有着重要的影响。利用1H低场核磁共振仪对比研究了纯偏高岭土基(MK-100)及掺高钙粉煤灰(MK-85)的地聚合物的早期反应过程,探测了不同结合状态的水分子的质子信号,获得了水的纵向弛豫时间(T1)和横向弛豫时间(T2)。研究表明:1H低场核磁共振法适宜于研究地聚合物的早期反应过程,根据浆体纵向弛豫时间T1的加权平均值,可以将早期地聚合反应过程划分为加速期、减速期和稳定期3个阶段;高钙粉煤灰的加入使地聚合物浆体加速期缩短,减速期延长。早期地聚合反应过程中水的横向弛豫时间T2可以很好地表征毛细水或凝胶水的变化趋势。高钙粉煤灰的加入会延缓毛细水向凝胶水的转变过程。     

地聚合物凝胶结构特性的分子动力学研究

通过分子动力学模拟的方法,在参照实验数据构建起的初始结构模型的基础上,根据N-A-S-H凝胶体系的结构特点,选取Na原子、H2O分子及Si2Al O10基团作为基本单元的组成,构建了地聚合物凝胶结构模型。根据模拟过程中体系的运动轨迹,进行多次优化模拟操作,计算出N-A-S-H凝胶体系的径向分布函数(RDF)、XRD模拟图谱及力学性能等有关参数,并结合实验数据对所建结构模型的准确性进行了验证。结果表明,分子动力学模拟值与实验值吻合较好,不仅验证了所建结构模型的有效性,也为其在N-A-S-H凝胶体系的进一步深入研究提供了可能。     

粉煤灰地聚合物溶出聚合机理及其性能研究

研究粉煤灰在碱性激发剂作用下硅、铝、钙的溶出聚合机理,并研究了生成的粉煤灰地聚合物的抗压强度、微观结构和形貌特征.研究表明:在地聚合反应中,粉煤灰玻璃质球体溶蚀,硅铝相不断溶出且逐渐增加,继而再聚合生成地聚合物凝胶,钙质成分部分键合在地聚合物中以平衡电价,部分参与水化反应生成相应的水化产物;粉煤灰地聚合物在75℃养护8...     

利用垃圾焚烧飞灰制备硫铝酸盐水泥及其水化放热特征

以城市垃圾焚烧飞灰为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了硫铝酸盐水泥熟料.分析了焚烧飞灰掺量、碱度对熟料烧成的影响,研究了烧成熟料的形貌、化学组成,以及掺加一定量的无水石膏配制的硫铝酸盐水泥物理性能及其水化放热特征.结果表明:以焚烧飞灰为主要原料可以煅烧得到理想的硫铝酸盐水泥熟料;生料配比中焚烧飞灰掺量不宜超过30%,所...     

ITZ形成机制及其对混凝土力学性能与传输性能的影响

界面过渡区被认为是混凝土的薄弱环节,对混凝土的性能有较大的影响。针对界面过渡区结构和性能特点,综合国内外的研究成果,根据混凝土的成型和水化硬化过程,探讨了界面过渡区的形成机制。从混凝土的强度、弹性模量以及断裂力学性能等3个方面,综述了界面过渡区对混凝土力学性能的影响,并论述了其对混凝土传输性能的影响。通过加入辅助性胶凝材料改善界面过渡区的孔结构和分布,同时选取适宜的骨料、W/C等可以改善ITZ与基体之间的性能差异,减少ITZ对混凝土力学性能的不利影响。     

含重金属固废地聚合物的化学药剂改性及其机理初探

以粉煤灰为主要原材料,分别单掺冶金污泥(MS)和城市垃圾焚烧飞灰(MSWIFA),制备了含重金属固废地聚合物,并引入化学药剂对其进行改性,同时进行了机理研究.结果表明:冶金污泥-粉煤灰(FS)地聚合物中冶金污泥的适宜处置量(质量分数,下同)为15%,最佳化学药剂为二硫代氨基甲酸盐(DTCR);城市垃圾焚烧飞灰-粉煤灰(FM)地聚合物中城市垃圾焚烧飞灰的适宜处置量为5%,最佳化学药剂为三巯基均三嗪三钠盐(TMT).化学药剂的掺入抑制了重金属的破坏作用,提高了地聚合反应程度,使产物结构更匀质、致密,提升了固化效果;采用DTCR改性、含15%MS的地聚合物试样FS-15-D和经TMT改性、含5%MSWIFA的地聚合物试样FM-5-T具有良好的抗酸碱侵蚀性能.     

钢渣透水沥青路面的设计与应用研究

钢渣是一种工业副产品,常被当成废弃物而随意处理,但其具有耐磨、抗滑、高碱性等特征,与沥青间粘附性较好,可以作为集料使用。研究了钢渣原材料性能、钢渣透水沥青混合料设计、路用性能。研究表明:钢渣具有耐磨、抗滑、高碱性等特征;钢渣透水沥青混凝土配合比设计时,倾向于采用钢渣粗集料与天然细集料复配的方案,并采用SBS改性沥青和纤维稳定剂增强其稳定性和耐久性;利用钢渣制备透水沥青混凝土具有良好的高温稳定性、优异的水稳定性,钢渣透水路面渗水和抗滑性能完全满足规范要求。该研究推动了钢渣透水沥青混凝土的发展,促进了钢渣在道路建设中的广泛应用。     

氯离子含量对混凝土中钢筋锈蚀的影响

混凝土中的钢筋锈蚀破坏是混凝土结构失稳破坏的最主要原因,而导致钢筋发生锈蚀的主要原因是氯离子的存在。本文主要研究了氯离子含量对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律。研究表明：混凝土中氯离子含量越高,钢筋开始锈蚀的时间越早;钢筋开始锈蚀后以及进入稳定锈蚀阶段时氯离子含量越高,钢筋锈蚀速率发展的速率越快,钢筋锈蚀速率越大;混凝土一旦发生开裂后,钢筋锈蚀就进入加速锈蚀阶段。试验研究进一步讨论了氯离子加速钢筋锈蚀速率的机理和出现稳定锈蚀期的原因。